移動荷載下飽和地基的動力有限單元法.pdf

1、移動荷載作用下飽和地基的動力響應(yīng)一直是工程界及學(xué)術(shù)界都亟待解決的一個問題。 近年來高速列車已在我國部分地區(qū)運行，各地也在積極修建高速城際鐵路，列車運行速度將越來越快。我國即將和已經(jīng)建造高速鐵路的東南沿海地區(qū)存在著大量表面波傳播速度較小的地基，高速列車的車速有可能接近這些地基的表面波速，當(dāng)接近瑞利波波速時節(jié)點位移將是靜止時的幾倍，在荷載速度跨越瑞利波波速時節(jié)點位移有劇烈的改變。當(dāng)荷載速度超過剪切波速和壓縮波速時，位移形狀也會出現(xiàn)一

2、定的改變。這些極有可能對鐵路沿線的建筑物造成結(jié)構(gòu)上的破壞。 顯然，研究飽和地基在運動荷載下的動力響應(yīng)對于保證高速列車的安全運行具有重要的工程意義；同時，對高速列車荷載在地基中產(chǎn)生的響應(yīng)進行分析，可以對周邊環(huán)境作振動評估，以此改善鐵路沿線眾多高科技工廠的生產(chǎn)條件和周圍居民的生活條件。 本論文研究的是移動簡諧荷載作用下飽和地基的動力響應(yīng)問題，應(yīng)用擬靜力有限元分析，將飽和地基的動力問題轉(zhuǎn)換成擬靜力的情況，綜合考慮列車頻率對動力

3、響應(yīng)的影響，更符合實際情況，在國內(nèi)外研究中，對此問題的研究較少；而且此研究課題易于退化到靜載下的各種情況，綜合性較強，因而具有很強的工程意義和理論意義。 本文完成的主要工作如下： 1．推導(dǎo)Biot動力基本方程，通過加權(quán)殘數(shù)法推導(dǎo)有限單元方程，應(yīng)用擬靜力有限元方法計算地基各點的位移與應(yīng)力。 2．對單層飽和地基在移動荷載作用下的響應(yīng)進行計算，在速度未超過剪切波速時通過與Eason[3]計算曲線相對比驗證了集中移動荷載